工业工程导论第7章-设施规划设计和物料搬运-课件

第7章设施规划、设计与物料搬运

本次课基本要求：1了解设施规划与物流的基本概念、研究的意义等；2掌握SPIF的主要内容和相互关系；3掌握工厂布局设计的原则、设施规划的布局方法、掌握工厂布局工作过程。第7章设施规划、设计与物料搬运17.1概述1.基本概念（1）物料：原材料、各种制品和辅助物资的总称。（2）设施：指物理工厂、配送中心、服务中心及其相关装备。（3）设施规划:设计或确定怎样具体地把一个工厂建造出来，使之运行或生产。工业设施规划人员的工作是为一个企业有效实现其产品的设计、制造与分发，提出所必须的工厂面积、建筑物、机器和设备。7.1概述2设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统，综合考虑相关因素，对分析、构想、规划、论证、设计作出全面的安排，在对生产或服务设施作出科学布局的基础上，使资源得到合理配置，系统能够有效运行，达到预期的各种目标。（4）物流：又称“物料流动”或“技术生产”，是物料的运动与变换过程。（5）物流的含义：物流是包含物质材料的废弃与还原，连续供给需要的主体，克服时间与空间距离的活动。具体有：运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工等物资经济活动和有关信息。

设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或3

（6）物流分类：工厂外部：社会上的物资、商品供应与调配，国际上称为物资分配或物流学或后勤工程，属于宏观物流，也称社会物流。工厂内部：原材料、在制品、成品的流动过程。称为微观物流，也称企业或工厂物流。（7）物料搬运：物流系统中的重要环节，它由物料搬运和物料装卸两部分组成。（8）设施布局：设施规划中的一个核心问题。设施布局是否优秀在很大程度上受到企业物流是否合理的左右。（6）物流分类：42.项目建议书和可行性研究

项目建议书需经过可行性研究，即对项目进行全面的技术经济论证，避免投资决策失误。可行性研究报告需具备以下十项内容：总论。需求预测和生产规模。资源和公用设施。厂址方案。设计方案。环境保护。企业组织、人员定额。建设进度。投资金额及其筹措。社会及经济效益。2.项目建议书和可行性研究53.规划与设计的完整规划模式系统化工业设施系统规划SPIF(SystematicPlanningofIndustrialFacilities)将设施规划分为五个子规划：工厂布局规划；物料搬运规划；通信规划；公用设施规划；建筑规划。完成规划的五个阶段：

调查、分析、综合、修正及评价。

3.规划与设计的完整规划模式6工业工程导论第7章-设施规划设计和物料搬运-课件77.2工厂布局设计的原则、方法和过程1.工厂布局设计的原则系统性。系统搬运量最小。尽量减少物流的迂回流动与倒流。尽量利用高度、空间和重力运输。物流、价值流与信息流应作为一个整体设计。布局设计中应考虑人员、物料、设备的安全性和信息流的准确性。规划与设计时应为今后发展和布局的变更留有余地。

7.2工厂布局设计的原则、方法和过程82.设施规划的布局方法（1）摆样法--利用二维平面比例模拟法。

适用于比较简单的布局设计，对复杂系统不能十分准确，而且花费时间较多。（2）数学模型法。

利用运筹学、系统工程中的模型优化技术研究最优布局方案，为工业工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。该方法存在的问题：问题的条件过于复杂时，简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果。布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。2.设施规划的布局方法9举例：设系统中已有m个设施，准备加入n个新设施，且定义：Xj(j=1,2…n)：为第j个新设施位置；Pi(i=1,2…m)：为第i个已有设施位置；Vjk：为第j个和第k个新设施间单位距离流动费用与一定时间内j、k设施间往返次数的乘积；Wji：第j个新设施也第i个已存设施间单位距离流动费用与一定时间内j、i设施间往返次数的乘积；d(Xj,Pi)：新设施j与已存设施i之间的距离；d(Xj,Xk)：新设施j、k之间的距离。则有线性规划问题目标函数：举例：设系统中已有m个设施，准备加入n个新设施，且定义：10（3）图解法。

图解法产生于20世纪50年代，有螺旋规划法、简化布置规划法及运输行程图法等。优点：将摆样法与数学模型法结合起来，但现在在实际中应用较少。（4）系统布置设计法（SLP法）

Muther除提出了SPIF法，还对于工厂布局等五个子系统提出了一套统一化系统化的规划设计方法，即系统布局的SLP法。这是当前工厂布局设计的主流方法。（3）图解法。113.基本原始资料工厂布局是设施规划与设计的核心。工厂布局需要的资料有：产品和产量（ProductandQuantity）：影响设施的组成及其相互关系、选用设备的类型、物料搬运的方式等。工艺过程（Route）：对生产单位的物流系统组成、物料搬运路线、仓库位置等有重要影响。辅助服务部门（Service）：指支持生产运行的各服务部门，如工具领取和维修部门、动力部门、各公共设施管理部门等。时间安排（Time）：生产周期、投产的批量与批次、各种操作时间定额标准等。

3.基本原始资料124.工厂布局的SLP(SystemLayoutPlanning)和工作过程（1）工厂布局的工作步聚4.工厂布局的SLP(SystemLayoutPla13（2）工厂布局的SLP(SystemLayoutPlanning)

Muther将工厂布局设计分为四个阶段：确定位置：包括工厂总体位置和厂内各组成部分的位置。工厂总体布局和规划：将物流和布局结合起来，决定工厂下层各个部门相互关系及相对位置，画出初步区划图。详细布置施工及安装（2）工厂布局的SLP(SystemLayoutPlan14工业工程导论第7章-设施规划设计和物料搬运-课件157.3设备布置的主要类型和作业单位关系图1.设备布置类型离散制造业工厂布局设计过程是：宏观工厂布局→车间和各部门详细布置→设备布置→落实宏观工厂布局。设备布置类型与生产组织形式密切相关。离散制造业机械制造厂的四种基本设备布置类型：（1）按产品原则布置（ProductLayout）一般用于专门制造某种产品的封闭式车间。

7.3设备布置的主要类型和作业单位关系图16优点：布局符合工艺过程物流顺畅，生产计划和管理简单方便。缺点：当产品变化引起设备布局重新变更，生产节奏取决于最慢的设备，部分设备负荷较低。

优点：布局符合工艺过程物流顺畅，生产计划和管理简单方便。17（2）按工艺原则布置（ProcessLayout）

将同类工艺设备和人员集中布置在一起，又称机群式布置。适合于多品种小批量生产方式。优点：采用通用设备后，设备利用率高、可减少设备数量；产品品种与数量变化后不影响原设备布置。缺点：物料搬运路线长且不确定，生产计划和管理复杂，生产周期长。（2）按工艺原则布置（ProcessLayout）18（3）固定工位式布置（FixedProductLayout）适用于飞机、船舶等大型不易移动的产品，适合于单件、小批生产方式。一切生产设备、人员、材料等都围绕产品装配的固定工位。

优点：物料流动最小，生产柔性最好。

缺点：需要较高的工人技能并增加生产面积。（3）固定工位式布置（FixedProductLayou19（4）制造单元式布置（ManufCellLayout）流行于20世纪80年代以后。减少了物料流动的距离，对需要完成的生产任务提供了很大的灵活性，方便生产计划的安排。单元间互不干扰，方便单元的管理。

（4）制造单元式布置（ManufCellLayout）20为适应多品种小批量生产，发展了成组技术（GT），产生了成组单元布置形式（GroupCellLayout）。产品按相似性分成不同的工艺族，然后制订适合每一族的工艺过程，同一族的产品要求在相似的设备上加工并有共同的相似的加工顺序。

为适应多品种小批量生产，发展了成组技术（GT），产211、设施规划包含哪些内容？2、什么是物流？分哪几类？3、工厂布局设计的原则？工厂设施布局各种常用方法的优缺点？第12讲课后思考题1、设施规划包含哪些内容？第12讲课后思考题22

第7章设施规划、设计与物料搬运

本次课基本要求：1了解设施规划与物流的基本概念、研究的意义等；2掌握SPIF的主要内容和相互关系；3掌握工厂布局设计的原则、设施规划的布局方法、掌握工厂布局工作过程。第7章设施规划、设计与物料搬运237.1概述1.基本概念（1）物料：原材料、各种制品和辅助物资的总称。（2）设施：指物理工厂、配送中心、服务中心及其相关装备。（3）设施规划:设计或确定怎样具体地把一个工厂建造出来，使之运行或生产。工业设施规划人员的工作是为一个企业有效实现其产品的设计、制造与分发，提出所必须的工厂面积、建筑物、机器和设备。7.1概述24设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或服务系统，综合考虑相关因素，对分析、构想、规划、论证、设计作出全面的安排，在对生产或服务设施作出科学布局的基础上，使资源得到合理配置，系统能够有效运行，达到预期的各种目标。（4）物流：又称“物料流动”或“技术生产”，是物料的运动与变换过程。（5）物流的含义：物流是包含物质材料的废弃与还原，连续供给需要的主体，克服时间与空间距离的活动。具体有：运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工等物资经济活动和有关信息。

设施规划与设计是为新建、扩建或改建的生产系统或25

（6）物流分类：工厂外部：社会上的物资、商品供应与调配，国际上称为物资分配或物流学或后勤工程，属于宏观物流，也称社会物流。工厂内部：原材料、在制品、成品的流动过程。称为微观物流，也称企业或工厂物流。（7）物料搬运：物流系统中的重要环节，它由物料搬运和物料装卸两部分组成。（8）设施布局：设施规划中的一个核心问题。设施布局是否优秀在很大程度上受到企业物流是否合理的左右。（6）物流分类：262.项目建议书和可行性研究

项目建议书需经过可行性研究，即对项目进行全面的技术经济论证，避免投资决策失误。可行性研究报告需具备以下十项内容：总论。需求预测和生产规模。资源和公用设施。厂址方案。设计方案。环境保护。企业组织、人员定额。建设进度。投资金额及其筹措。社会及经济效益。2.项目建议书和可行性研究273.规划与设计的完整规划模式系统化工业设施系统规划SPIF(SystematicPlanningofIndustrialFacilities)将设施规划分为五个子规划：工厂布局规划；物料搬运规划；通信规划；公用设施规划；建筑规划。完成规划的五个阶段：

调查、分析、综合、修正及评价。

3.规划与设计的完整规划模式28工业工程导论第7章-设施规划设计和物料搬运-课件297.2工厂布局设计的原则、方法和过程1.工厂布局设计的原则系统性。系统搬运量最小。尽量减少物流的迂回流动与倒流。尽量利用高度、空间和重力运输。物流、价值流与信息流应作为一个整体设计。布局设计中应考虑人员、物料、设备的安全性和信息流的准确性。规划与设计时应为今后发展和布局的变更留有余地。

7.2工厂布局设计的原则、方法和过程302.设施规划的布局方法（1）摆样法--利用二维平面比例模拟法。

适用于比较简单的布局设计，对复杂系统不能十分准确，而且花费时间较多。（2）数学模型法。

利用运筹学、系统工程中的模型优化技术研究最优布局方案，为工业工程师提供数学模型，以提高系统布置的精确性和效率。该方法存在的问题：问题的条件过于复杂时，简化的数学模型很难得出符合实际要求的准确结果。布局设计最终希望得到布局图，但用数学模型得不到。2.设施规划的布局方法31举例：设系统中已有m个设施，准备加入n个新设施，且定义：Xj(j=1,2…n)：为第j个新设施位置；Pi(i=1,2…m)：为第i个已有设施位置；Vjk：为第j个和第k个新设施间单位距离流动费用与一定时间内j、k设施间往返次数的乘积；Wji：第j个新设施也第i个已存设施间单位距离流动费用与一定时间内j、i设施间往返次数的乘积；d(Xj,Pi)：新设施j与已存设施i之间的距离；d(Xj,Xk)：新设施j、k之间的距离。则有线性规划问题目标函数：举例：设系统中已有m个设施，准备加入n个新设施，且定义：32（3）图解法。

图解法产生于20世纪50年代，有螺旋规划法、简化布置规划法及运输行程图法等。优点：将摆样法与数学模型法结合起来，但现在在实际中应用较少。（4）系统布置设计法（SLP法）

Muther除提出了SPIF法，还对于工厂布局等五个子系统提出了一套统一化系统化的规划设计方法，即系统布局的SLP法。这是当前工厂布局设计的主流方法。（3）图解法。333.基本原始资料工厂布局是设施规划与设计的核心。工厂布局需要的资料有：产品和产量（ProductandQuantity）：影响设施的组成及其相互关系、选用设备的类型、物料搬运的方式等。工艺过程（Route）：对生产单位的物流系统组成、物料搬运路线、仓库位置等有重要影响。辅助服务部门（Service）：指支持生产运行的各服务部门，如工具领取和维修部门、动力部门、各公共设施管理部门等。时间安排（Time）：生产周期、投产的批量与批次、各种操作时间定额标准等。

3.基本原始资料344.工厂布局的SLP(SystemLayoutPlanning)和工作过程（1）工厂布局的工作步聚4.工厂布局的SLP(SystemLayoutPla35（2）工厂布局的SLP(SystemLayoutPlanning)

Muther将工厂布局设计分为四个阶段：确定位置：包括工厂总体位置和厂内各组成部分的位置。工厂总体布局和规划：将物流和布局结合起来，决定工厂下层各个部门相互关系及相对位置，画出初步区划图。详细布置施工及安装（2）工厂布局的SLP(SystemLayoutPlan36工业工程导论第7章-设施规划设计和物料搬运-课件377.3设备布置的主要类型和作业单位关系图1.设备布置类型离散制造业工厂布局设计过程是：宏观工厂布局→车间和各部门详细布置→设备布置→落实宏观工厂布局。设备布置类型与生产组织形式密切相关。离散制造业机械制造厂的四种基本设备布置类型：（1）按产品原则布置（ProductLayout）一般用于专门制造某种产品的封闭式车间。

7.3设备布置的主要类型和作业单位关系图38优点：布局符合工艺过程物流顺畅，生产计划和管理简单方便。缺点：当产品变化引起设备布局重新变更，生产节奏取决于最慢的设备，部分设备负荷较低。

优点：布局符合工艺过程物流顺畅，生产计